CN109223015B - 具有中间单元和评估层级的x射线检测器 - Google Patents

具有中间单元和评估层级的x射线检测器 Download PDF

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Abstract

公开了一种具有中间单元和评估层级的X射线检测器(1)。该X射线检测器(1)具有转换器元件(3)、中间单元(5、5')以及与该转换器元件(3)相关联的多个评估单元(7)，其中多个评估单元(7)被布置在评估层级(8)中，转换器元件(3)、中间单元(5、5')和评估层级(8)被布置成堆叠布置，并且转换器元件(3)和多个评估单元(7)通过导电连接件(21、23)以导电方式而被连接。

Description

具有中间单元和评估层级的X射线检测器
技术领域
本发明涉及X射线检测器、医学设备和用于制造X射线检测器的方法，其中中间单元和评估层级与至少一个转换器元件相关联。
背景技术
在X射线成像领域，例如在计算机断层扫描、血管造影或放射线照相术中，可以使用计数直接转换X射线检测器或积分间接转换X射线检测器。
在直接转换X射线检测器中，X射线或光子可以通过合适的转换器材料被转换成电脉冲。所使用的转换器材料例如可以是：CdTe、CZT、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TlBr2、HgI2、GaAs或其他材料。电脉冲由评估电子系统评估，例如集成电路(专用集成电路，ASIC)。在计数X射线检测器中，入射X射线通过对电脉冲进行计数而被测量，该电脉冲由转换器材料中X射线光子的吸收触发。电脉冲的电平通常与被吸收的X射线光子的能量成比例。这使得能够通过电脉冲的电平与阈值的比较来提取光谱信息。评估单元可以被设置有所谓的过孔，也称为硅通孔(TSV)，使得这些TSV将信号(特别是数字信号)或计数值向基板转发，该信号或计数值在评估单元背向转换器元件的一侧上被处理，在基板中重新布线被实现，并且信号(特别是数字信号)可以经由扁平带状电缆、通过插头被分接。
在间接转换X射线检测器中，X射线或光子可以通过合适的转换器材料被转换成光，并且通过光电二极管被转换成电脉冲。闪烁体经常被用作转换器材料，例如GOS(Gd2O2S)、CsJ、YGO或LuTAG。特别地，闪烁体被用于能量范围高达1MeV的医学X射线成像。通常，使用所谓的间接转换X射线检测器，即所谓的闪烁体检测器，其中X射线或伽马射线分两个阶段被转换为电信号。在第一阶段，X射线或伽玛量子在闪烁体元件中被吸收，并被转换成光学可见光；这种效应被称为发光。然后在第二阶段，由发光所激发的光由第一光电二极管转换为电信号，该第一光电二极管被光学地耦合到闪烁体元件，该电信号经由评估或读出电子系统而被读出，然后被转发到计算单元。
从公开文件DE 10 2014 213 734 A1中已知一种用于电磁辐射的成像装置，特别是用于X射线和/或伽马辐射，该成像装置包括具有多个检测元件、多个读出板和基板的分层，其中该检测元件或每个检测元件经由多个第一焊接触点与相应的读出板电接触，其中该读出板或每个读出板包括多个过孔，并且其中该读出板或每个读出板经由多个第二焊接触点与基板电接触。
从公开文件DE 10 2014 221 829 A1中已知一种用于制造用于检测器模块的传感器板的方法，其中多个读出单元被提供，其中在每种情况下，读出单元以堆叠结构被定位在公共传感器层上，并且其中，在定位之后，所有读出单元被一起固定在传感器层上，从而形成混合件。
从公开文件DE 10 2014 225 396 B3中已知一种用于检测器模块的传感器模块，该传感器模块以堆叠结构包括至少一个读出单元和传感器层，该传感器层被布置成在堆叠方向上与读出单元间隔开，其中，在横向于堆叠方向的纵向方向上，传感器在至少一个边缘区域中包括相对于读出单元的突出部，其中，由传感器层和读出单元之间的间隔形成的间隙被填充有固化的填充材料，该突出部使得传感器层的至少一个边缘区域没有填充材料。
发明人已经认识到，转换器材料对于应力或应力差异可以敏感地反应，其结果是，所谓的漂移行为可能会发生，特别是在相邻评估单元之间的交叉点区域和沿着相邻评估单元的边缘发生，该漂移行为显现在转换器元件的电脉冲或电信号中，并因此导致信号的失真。例如，电信号可以被放大或减弱。特别地，这种漂移行为可能由来自固化的填充材料的应力引起。
发明内容
本发明的目的是公开一种X射线检测器、一种医学设备和一种用于制造X射线检测器的方法，其能够减小堆叠结构中的机械应力，并且实现电信号沿转换器元件的平面延伸的均匀化。
根据本发明，该目的通过根据权利要求1所述的X射线检测器、根据权利要求8所述的医学设备以及根据权利要求10所述的用于制造该X射线检测器的方法来实现。
本发明涉及一种X射线检测器，包括转换器元件、中间单元和与转换器元件相关联的多个评估单元。该多个评估单元被布置在评估层级中。转换器元件、中间单元和评估层级被布置成堆叠布置。转换器元件和评估单元通过导电连接件以导电的方式连接。
优选地，X射线检测器可以是直接转换或量子计数X射线检测器。X射线检测器具有堆叠布置。在正常操作中，特别地，堆叠方向可以被对齐为基本平行于X射线的入射方向。转换器元件可以特别地具有平面形状。转换器元件可以特别地具有平面延伸。优选地，转换器元件的表面法线可以基本上平行于X射线的入射方向而延伸。中间单元可以特别地具有平面延伸。优选地，中间单元的表面法线可以基本上平行于X射线的入射方向而延伸。
评估单元可以特别地具有平面延伸。优选地，评估单元的表面法线可以基本上平行于X射线的入射方向而延伸。大多数评估单元都被布置在评估层级中。特别地，多个评估单元的表面法线可以基本上彼此平行地延伸。特别地，多个评估单元可以被布置为彼此相邻，使得多个评估单元具有共同的水平面或共同的平面延伸。多个评估单元的共同的平面延伸可以被称为评估层级的平面延伸。特别地，多个评估单元可以与转换器元件相关联。整数个评估单元可以与转换器元件相关联。
堆叠布置优选地按以下顺序包括以下单元：转换器元件，中间单元和评估层级。在本文中，转换器元件可以优选地被布置为最接近X射线源，使得X射线特别地直接入射到转换器元件上。转换器元件通过导电连接的方式、经由中间单元被连接到评估层级或多个评估单元。转换器元件和评估单元二者都可以被再分，使得检测器元件由转换器元件的子区域和评估单元的子区域形成。特别地，转换器元件的每个子区域可以以导电的方式仅被连接到评估单元的一个子区域。特别有利地，在转换器元件和评估单元之间可以存在短的导电连接件，以使得由线电容引起的对信号的影响尽可能低。为此，转换器元件和评估单元的空间上紧密的布置是特别有利的。
多个评估单元以导电的方式被连接到转换器元件(也被称为传感器)，多个评估单元优选地被实施为ASIC。导电连接件还可以包括机械连接件或稳定件。为了在评估单元的制造期间获得更好的产量并降低成本，可以使用具有比转换器元件小的平面面积的评估单元。特别地，评估单元的平面延伸可以整数倍地小于转换器元件的平面延伸。例如，评估单元的平面延伸可以基本上对应于转换器元件的平面延伸的四分之一。例如，2至12个评估单元可以与转换器元件相关联。优选地，4个评估单元可以与转换器元件相关联。
空隙或间隙可以在转换器元件、中间层和中间导电连接件之间形成。空隙或间隙可以在多个评估单元、中间层和中间导电连接件之间形成。空腔或空隙可以在相邻的评估单元之间形成。空隙或间隙可以在可能的载体单元、多个评估单元和中间导电连接件之间形成。例如，导电连接件可以被实施为焊接连接件，特别是所谓的凸块连接件或铜柱，或者被实施为导电粘合连接件。特别地，在评估层级中的相邻评估单元之间，至少两个相邻评估单元之间的空隙可以在评估单元的角点处形成。特别地，十字形空隙可以在四个相邻评估单元的交叉点处形成。
发明人已经认识到，转换器元件和评估层级之间的中间单元的布置使得间隙中的应力能够被减少，特别是与填充材料有关的应力。转换器元件和评估层级之间中间单元的布置使得特别是在堆叠结构中的机械应力能够被避免，使得沿转换器元件的平面延伸的信号是均匀的。中间单元还可以被称为中介层。中间单元可以包括玻璃、硅、刚性或柔性印刷电路板材料。中间单元可以基本上具有与转换器元件或多个转换器元件相同的平面延伸。包括评估层级、中间单元和转换器元件的单元可以被称为混合结构或混合件。有利地，将中间单元与多个评估单元相关联能够实现机械稳定性的提高。特别有利的是，例如由于间隙中可能的填充材料的收缩，可以降低X射线检测器中的中间层应力。转换器元件可以例如通过焊接或粘合连接件而被连接到中间层，该焊接或粘合连接件是导电连接件的至少一部分。在中间单元内，导电连接件从中间单元面向转换器的一侧通向中间单元面向评估层级的一侧。评估层级可以例如通过焊接或粘合连接件被连接到中间层，该焊接或粘合连接件是导电连接件的至少一部分。例如，导电连接件可以被分成三段：从转换器元件到中间单元、穿过中间单元、以及从中间单元到评估层级。有利地，可以在转换器元件中实现均匀的漂移行为。有利地，可以减少漂移变化或漂移不均匀性，该漂移变化或漂移不均匀性接近相邻评估单元之间的空隙、或评估单元的角部和/或边缘。有利地，可以沿着平面延伸记录更均匀或更相同的电荷或电脉冲。
根据本发明的一个方面，多于一个转换器元件与中间单元相关联。此外，中间单元可以与多于一个转换器元件相关联。本文中，多个评估单元与一个转换器元件相关联。例如，堆叠结构可以包括在一个平面中被布置为彼此相邻的两个转换器元件、中间单元、以及分别与每个转换器元件相关联的四个评估单元。该堆叠结构可以是传感器板的一部分，该传感器板将多个传感器元件连接到检测器单元。
集成或使用中间单元，特别是所谓的中介层，以在转换器元件下方或在转换器元件与多个评估单元之间建立均匀的应力属性，这能够实现转换器元件的增强的机械稳定性。
根据本发明的一个方面，至少一个转换器元件、中间单元和多个评估单元之间的间隙由填充材料填充。
为了获得X射线检测器的混合或堆叠结构的足够的机械稳定性，有利的是：用填充材料或所谓的底部填充材料在导电连接件(例如焊接或粘合连接件)之间填充所产生的空隙或间隙。有利地，在计算机断层摄影系统中X射线检测器旋转时所施加的力可以通过单独的电连接件而被减小，并且被分布在宽的区域中。
由于机械稳定性通过填充材料的底部填充和固化而实现，因而取决于位置，例如在评估单元下方、或在评估单元的边缘处、或在相邻评估单元之间的交叉点处，填充材料的收缩可以导致不同的应力条件。
有利地，底部填充与中间单元的组合使得能够选择更多的填充材料。有利地，相邻的评估单元之间的空隙或间隔、或间隙的大小可以被更自由地选择。有利地，固化轮廓可以具有更大的用于固化或凝固填充材料的公差。
有利地，应力或应力差异可以通过中间单元和底部填充的组合被减小，使得(例如在交叉点处的)转换器材料不与信号中的变化相关联，并且可以减少或避免具有漂移变化或漂移不均匀性的区域的出现。
有利地，中间层使得在中间层和转换器元件之间实现相同或均匀的空隙或间隔，使得在相邻的评估单元之间的空隙或交叉点通过中间层与转换器元件分离。转换器元件和中间层在堆叠结构中彼此接续，因此使得能够减少或避免相邻评估单元之间的空隙或交叉点的影响。评估层级通过中间层与转换器元件分离。特别地，转换器元件和中间单元之间可能的底部填充物以及中间单元和评估单元之间的底部填充物可以被分开实施，使得在空隙、边缘处或者在相邻评估单元之间的交叉点处的可能的应力对转换器元件几乎没有任何影响，或对转换器元件完全没有影响。有利地，可以避免转换器元件的信号的漂移不均匀性或影响。
有利地，通过中间单元的机械稳定性使得在以下方面实现更多的自由度：填充材料或底部填充材料的选择，以及填充材料的固化或凝固期间的过程控制。
底部填充物包括填充材料。填充材料可以包括环氧化合物、塑料材料、复合材料或(预)聚合物。填充材料可以包括粘合剂材料。基质可以由粘合剂材料和填充物形成。填充材料可以特别地包括环氧树脂。例如在中间单元和转换器元件或评估单元之间填充底部填充物时，底部填充物的材料包括例如环氧化合物、环氧树脂或预聚合物，该材料可以是液体或自由流动的。有利地，例如在温度的影响下，底部填充物可以被固化。
底部填充物或填充材料可以具有大于0.5W/mK(优选大于2W/mK，特别优选大于6W/mK)的导热率。优选地，填充材料或底部填充物可以是电绝缘的或不导电的。填充材料可以包括填充物。填充物可以具有低的膨胀系数，特别是低的热膨胀系数。填充物可以包括：例如Al2O3、SiO2、BN、AlN、TiN、TiO2、PZT(PbZrTiO3)、ZrO2或YSZ(所谓的氧化钇稳定的氧化锆)。有利地，填充物可以有助于堆叠结构的机械稳定性。填充物的浓度可以被选择，使得填充物的粘度(例如在自由流动状态下)在3300mPa·s和65000mPa·s之间。特别地，填充物的填充物颗粒的直径或尺寸可以小于中间单元与转换器元件或评估单元之间的间距，例如，小于间距的33％、优选为20％、特别优选为10％。有利地，填充物可以适于使热膨胀系数适应相邻的单元，例如转换器元件、评估单元、中间单元或可能的载体单元。填充物颗粒的形状可以是例如球形、圆形、角形或絮状。有针对性地使用具有高导热率的填充物(例如金刚石、纳米颗粒、石墨烯或碳纳米管)可以有利地增加底部填充物的导热率。底部填充物、填充材料或粘合剂材料的热膨胀系数可以例如小于100ppm/K，特别是小于50ppm/K，并且优选在25ppm/K-30ppm/K的范围内。
根据本发明的一个方面，堆叠结构还包括载体单元。载体单元可以被实施为使得它与至少一个堆叠结构相关联，优选地与多个堆叠结构相关联。可能的载体单元至少以机械方式被连接到多个评估单元或评估层级，优选地附加地以导电的方式被连接到多个评估单元或评估层级。可能的载体单元可以有利地增加X射线检测器的机械稳定性。有利地，可能的载体单元可以被实施，使得X射线检测器包括具有机械稳定布置的彼此邻接的多个堆叠结构。
根据本发明的一个方面，中间单元和至少一个转换器元件包括基本相同的平面延伸。有利地，中间单元可以包括平的、并且特别是连续的平面延伸，该平面延伸在空间上与转换器元件相对、或平行于转换器元件，使得例如在转换器元件的平面延伸中，转换器元件和中间单元之间的间隔相同。特别有利的是，中间单元的连续平面延伸意味着没有应力能够形成，或仅减小的应力能够形成。有利地，可以避免或减少漂移不均匀性。
根据本发明的一个方面，中间层具有从中间单元面向转换器元件的一侧到中间单元面向评估层级的一侧的导电连接件的过孔。中间层可以包括从中间单元面向转换器元件的一侧到中间单元面向评估单元的一侧的导电连接件的通孔或过孔，即作为1:1重新布线，该通孔或过孔特别是纯的或相同的。本文中，导电连接件在中间单元面向转换器元件的一侧上的空间布置或密度，与导电连接件在中间单元面向评估单元的一侧上的空间布置或密度可以基本相同。
根据本发明的一个方面，中间层包括重新布线，重新布线在中间单元面向转换器元件的一侧上，和/或中间单元面向评估层级的一侧上。中间层可以包括重新布线，重新布线在中间单元面向转换器元件的一侧上，和/或在中间单元面向评估单元的一侧上，其中通孔或过孔穿过中间单元。本文中，导电连接件在中间单元面向转换器元件的一侧上的空间布置或密度、与导电连接件在中间单元面向评估单元的一侧上的空间布置或密度可以彼此不同。
根据本发明的一个方面，中间单元被实施为多个层。中间单元可以被实施为多个层，特别是在重新布线在中间单元面向转换器元件的一侧上和/或在中间单元面向评估单元的一侧上的情况下。
本发明还涉及一种包括根据本发明的X射线检测器的医学设备。根据本发明的X射线检测器的优点可以被传递到医学设备。特别有利地，转换器元件的电信号的均匀化可以对计数值的均匀化产生影响，并且因此也影响例如从计数值创建的图像的均匀化。有利地，由漂移不均匀性引起的图像中的伪影可以被减少。有利地，可以减少或避免为了补偿漂移不均匀性的校正。
根据本发明的一个方面，医学设备是计算机断层摄影系统。有利地，X射线检测器的测量数据(例如计数值)可以被用于重建层图像、三维或四维体积图像。
本发明还涉及一种用于制造根据本发明的X射线检测器的方法，该方法包括布置步骤和以导电方式连接的步骤。在布置步骤中，转换器元件、中间单元和与转换器元件相关联的多个评估单元以堆叠结构被布置，其中多个评估单元被布置在评估层级中。在以导电方式连接的步骤中，转换器元件和多个评估单元以导电的方式被连接。
在布置步骤中，转换器元件、中间单元和多个评估单元以及可选的可能的载体单元可以相对于彼此以堆叠结构被布置。在以导电方式连接步骤中，转换器元件、中间单元和多个评估单元例如通过焊接连接件或导电粘合剂连接件而被连接。以导电方式连接步骤可以还包括将多个评估单元以导电方式连接到可能的载体单元。间隙可以在转换器元件和中间单元之间形成，或者间隙可以在中间单元和评估单元之间形成，或者间隙可以在评估单元和可能的载体单元之间形成，并且间隙可以在可能的填充步骤中被填充。此外，衬底或载体单元可以被布置在评估单元背向转换器元件的一侧上，并且例如通过焊接连接件或导电粘合剂连接件，而被连接到多个评估单元。在评估单元和衬底之间可以存在间隙，该间隙可以在可能的填充步骤中被填充。有利地，可以通过中间单元来实现机械稳定性的提高。
根据本发明的一个方面，布置和以导电方式连接被渐进式执行。布置和以导电方式连接的步骤一个接一个地被执行若干次，使得堆叠结构逐级地或逐层地被形成。在本发明的上下文中，“渐进式”可以意味着逐级。
根据本发明的一个方面，以导电方式连接的步骤包括步进焊接工艺。以导电方式连接可以被渐进式执行，使得堆叠结构在若干连接步骤中形成。本文中，可以使用不同的连接技术，例如焊接或粘合。导电连接件沿着堆叠方向可以具有不同的材料组成和性质，例如不同的熔点。所谓的步进焊接可以被用于导电连接件，其中堆叠结构的级通过具有不同熔点的焊接连接件以导电方式被按顺序连接。优选地，最低熔点可以被用在转换器元件和中间单元之间。例如，可以使用所谓的回流焊接过程。
根据本发明的一个方面，该方法还包括填充间隙的步骤。在填充步骤中，转换器元件、中间元件和多个评估单元之间的间隙，以及可选地在多个评估单元和可能的载体单元之间的间隙，可以用填充材料来填充。在填充步骤中，填充材料可以以自由流动状态被填充到一个或多个间隙中。该填充可以针对底部填充物的级或层中的所有间隙来同时执行，或者渐进式执行。有利地，底部填充物使得能够减少或避免应力。
根据本发明的一个方面，填充被渐进式或逐级地执行。在堆叠结构的不同级之间，即在转换器元件、中间元件和多个评估单元之间，以及可选地在多个评估单元和可能的载体单元之间，填充物可以同时地或渐进式地(特别是按顺序地)被填充。对于不同级的间隙，填充材料可以不同。例如，在转换器元件和中间单元之间的间隙中，在中间元件和多个评估单元之间的间隙中，以及可选地在多个评估单元和可能的载体单元之间的间隙中，可以使用不同的填充材料。例如，不同的填充材料可以在以下方面不同：导热率、热膨胀系数、对可见光、紫外线或红外区域中的光的透明度、在自由流动状态和/或固化状态下的粘度等。
根据本发明的一个方面，该方法还包括使填充材料凝固的步骤。凝固可以同时地、或渐进式地、或逐级地被执行。在凝固步骤中，填充材料可以例如通过暴露于热量或者暴露于UV辐射的方式而被固化。固化产生底部填充物。在最终状态下，底部填充物包括凝固的填充材料。有利地，X射线检测器具有较高的机械稳定性。
附图说明
以下参考附图描述本发明的示例性实施例，附图示出：
图1根据第一实施例的根据本发明的X射线检测器的示意性概念图；
图2根据第二实施例的根据本发明的X射线检测器的示意性概念图；
图3根据第一实施例或第二实施例的根据本发明的X射线检测器的中间单元和多个评估单元的示意性俯视图；
图4根据第三实施例的根据本发明的X射线检测器的示意性概念图；
图5根据第四实施例的根据本发明的X射线检测器的示意性概念图；
图6根据第三实施例或第四实施例的根据本发明的X射线检测器的中间单元和多个评估单元的示意性俯视图；
图7根据第五实施例的根据本发明的X射线检测器的示意性侧视图；
图8根据第六实施例的根据本发明的X射线检测器的示意性侧视图；
图9根据第七实施例的根据本发明的X射线检测器的示意性侧视图；
图10根据第八实施例的根据本发明的X射线检测器的示意性侧视图；
图11根据本发明的计算机断层扫描仪的示意性概念图；以及
图12根据本发明的用于制造根据本发明的X射线检测器的方法的示意性概念图。
具体实施方式
图1示出根据第一实施例的根据本发明的X射线检测器1的示例性实施例。X射线检测器1具有转换器元件3、中间单元5和与转换器元件3相关联的多个评估单元7。多个评估单元7被布置在评估层级8中。转换器元件3、中间单元5和评估层级8处于堆叠布置中。转换器元件3和多个评估单元7通过导电连接件21、23、25以导电的方式连接。中间单元5和至少一个转换器元件3具有基本相同的平面延伸50。堆叠结构包括载体单元9。载体单元9以导电方式被连接到多个评估单元7。载体单元9在背向评估层级8的侧上或面上包括连接单元11，例如插头。连接单元11被用于读出X射线检测器1的信号，并将该信号转发到医学设备的计算单元。
X射线检测器1是直接转换或量子计数X射线检测器1。X射线检测器1包括具有堆叠方向13的堆叠布置。堆叠方向13被对齐为基本平行于X射线27的常规入射方向。转换器元件3具有平面形状。转换器元件3具有平面延伸。转换器元件3的表面法线基本上平行于X射线27的入射方向而延伸。中间单元5具有平面延伸50。中间单元5的表面法线基本平行于X射线27的入射方向而延伸。
每个评估单元7具有平面延伸，该平面延伸小于转换器元件3的平面延伸50。多个评估单元7的表面法线基本平行于X射线27的入射方向而延伸。多个评估单元7被布置在评估层级8中。多个评估单元7的表面法线基本上彼此平行地延伸。评估单元7被布置为彼此相邻，使得多个评估单元7具有共同的平面或共同的平面延伸50。多个评估单元7的共同平面延伸50被称为评估层级8的平面延伸50。多个评估单元7与转换器元件3相关联。整数个评估单元7与转换器元件3相关联。
堆叠布置优选地按以下顺序包括以下单元：转换器元件3、中间单元5和评估层级8。转换器元件3被布置成最接近X射线源，使得X射线27入射在转换器元件3上。转换器元件3通过导电连接件21、23经由中间单元5被连接到评估层级8或多个评估单元7。转换器元件3和评估单元7两者都被再分，使得检测器元件由转换器元件3的子区域和评估单元7的子区域形成。转换器元件3的每个子区域以导电的方式仅被连接到评估单元7的一个子区域。
多个评估单元7以导电的方式被连接到转换器元件3(也被称为传感器)，多个评估单元7优选地被实施为ASIC。特别地，评估单元7的平面延伸整数倍地小于转换器元件3的平面延伸50。例如，评估单元7的平面延伸可以基本上对应于转换器元件3的平面延伸50的四分之一。例如，2至12个评估单元7可以与转换器元件3相关联。例如，4个评估单元与转换器元件3相关联。
间隙16或空隙在转换器元件3、中间层5和中间导电连接件21之间被形成。间隙16或空隙可以在多个评估单元7、中间层4和中间导电连接件23之间被形成。空腔、或空隙、或间隙16在相邻的评估单元7之间形成。间隙16或空隙可以在可能的载体单元9、多个评估单元7和中间导电连接件25之间形成。导电连接件21、23、25可以例如被实施为焊接连接件，特别是所谓的凸块连接件或铜柱，或者被实施为导电粘合连接件。特别地，在评估层级8中的相邻评估单元7之间，至少两个相邻评估单元7之间的间隙16可以在评估单元7的角点处形成。特别地，十字形间隙16在与四个相邻评估单元7的交叉点处形成。
中间单元5还可以被描述为中介层。中间单元5可以包括玻璃、硅、刚性或柔性印刷电路板材料。中间单元5可以具有与转换器元件3或多个转换器元件3基本相同的平面延伸50。包括评估层级8、中间单元5和转换器元件3的单元被描述为混合结构或混合单元15。转换器元件3例如通过焊接或粘合连接件而被连接到中间层5，该焊接或粘合连接件是导电连接件21的至少一部分。在中间单元5内，导电连接件21、23从中间单元5面向转换器元件3的一侧通向中间单元5面向评估层级8的一侧。评估层级8可以例如通过焊接或粘合连接件被连接到中间层5，该焊接或粘合连接件是导电连接件23的至少一部分。导电连接件21、23可以例如被分成三段：从转换器元件3到中间单元5、穿过中间单元5、以及从中间单元5到评估层级8。
图2示出了根据第二实施例的根据本发明的X射线检测器1的示例性实施例。至少一个转换器元件3、中间单元5和多个评估单元7之间的间隙16被填充材料18填充。转换器元件3、中间单元5和评估层级8形成混合单元15，例如具有一个转换器元件和四个评估单元的1：4混合单元。评估层级8通过中间层5与转换器元件3分离。特别地，在转换器元件3和中间单元5之间可能的底部填充物17和在中间单元5和评估单元7之间的底部填充物17被分开实施。
底部填充物17具有填充材料18。填充材料18具有环氧化合物、塑料材料、复合材料或(预)聚合物。填充材料18可以是粘合剂材料。基质可以由粘合剂材料和填充物形成。特别地，填充材料18可以包括环氧树脂。在中间单元5和转换器元件3或评估单元7之间填充底部填充物17时，底部填充物17的材料包括例如环氧化合物、环氧树脂或预聚合物，该材料可以是液体或自由流动的。
填充材料18可以包括填充物。填充物可以具有低的膨胀系数，特别是热膨胀系数。填充物可以包括：例如Al2O3、SiO2、BN、AlN、TiN、TiO2、PZT(PbZrTiO3)、ZrO2或YSZ(所谓的氧化钇稳定的氧化锆)。有利地，填充物可以有助于堆叠结构的机械稳定性。填充物的浓度可以被选择，使得填充物18的粘度(例如在自由流动状态下)在3300mPa·s和65000mPa·s之间。填充物的填充物颗粒的直径或尺寸可以特别地小于中间单元5与转换器元件3或评估单元7之间的间距，例如，小于间距的33％、优选为20％、特别优选为10％。有利地，填充物可以适于使热膨胀系数适应相邻的单元，例如转换器元件3、评估单元7、中间单元5或可能的载体单元9。填充物颗粒的形状可以是例如球形、圆形、角形或絮状。
图3以中间单元5和多个评估单元7的俯视图示出：根据第一实施例或第二实施例的根据本发明的X射线检测器1的示例性实施例。中间单元5的平面延伸50基本上对应于评估层级的平面延伸50。在每种情况下，2×2评估单元7与一个中间单元5相关联。2×2评估单元7形成评估层级。
图4示出了根据第三实施例的根据本发明的X射线检测器1的示例性实施例。X射线检测器1具有转换器元件3、中间单元5'和与转换器元件3相关联的多个评估单元7。转换器元件3、中间单元5'和评估层级8被布置成堆叠布置。中间单元5'和至少一个转换器元件3具有基本相同的平面延伸50'。作为示例，中间层5'与两个转换器元件3相关联。本文中，作为示例，四个评估单元7与一个转换器元件3相关联。例如，堆叠结构可以包括在级中被布置为彼此相邻的两个转换器元件3、中间单元5'以及在每种情况下与每个转换器元件3相关联的四个评估单元7。
图5示出根据第四实施例的根据本发明的X射线检测器1的示例性实施例。在至少一个转换器元件3、中间单元5'和多个评估单元7之间的间隙16被填充材料18填充。
图6以中间单元5'和多个评估单元7的俯视图示出：根据第三实施例或第四实施例的根据本发明的X射线检测器1的示例性实施例。中间单元5'的平面延伸50'基本上对应于评估层级的平面延伸50'。2×4评估单元7与中间单元5'相关联。2×4评估单元7形成评估层级。
图7以侧视图示出了根据第五实施例的根据本发明的X射线检测器1的示例性实施例。中间层5包括导电连接件的过孔19，过孔19从中间单元5面向转换器元件3的一侧到中间单元5面向评估层级8的一侧。
图8以侧视图示出了根据第六实施例的根据本发明的X射线检测器1的示例性实施例。中间层5在中间单元5面向转换器元件3的一侧包括重新布线20。中间单元5被实施为多个层。在每种情况下，评估单元7具有比第五实施例更小的平面延伸。与导电连接件21的平面分布相比，重新布线20使得导电连接件23的平面分布能够被改变，例如减小。
图9以侧视图示出了根据第七实施例的根据本发明的X射线检测器1的示例性实施例。中间层5在中间单元5面向评估层级8的一侧包括重新布线20。
图10以侧视图示出了根据本发明的第八实施例的X射线检测器1的示例性实施例。中间层5在中间单元5面向转换器元件3的一侧以及在中间单元5面向评估层级8的一侧具有重新布线20。
图11示出了根据本发明的计算机断层扫描仪31的示例性实施例，计算机断层扫描仪31具有检测器设备29。检测器设备29具有根据本发明的X射线检测器。计算机断层扫描仪31包含具有转子35的机架33。转子35包括X射线源37和根据本发明的检测器设备29。患者39被安置在患者台41上，并且可以沿着旋转轴线z 43移动通过机架33。计算单元45被用于控制和计算截面图像。输入单元47和输出设备49被连接到计算单元45。
图12示出了根据本发明的用于制造根据本发明的X射线检测器的方法100的示例性实施例。用于制造根据本发明的X射线检测器的方法100包括布置101和连接103的步骤。方法100可以还包括填充步骤105。方法100还可以包括凝固步骤107。在布置步骤101中，转换器元件、中间单元和与转换器元件相关联的多个评估单元以堆叠布置被布置，其中多个评估单元被布置在评估层级中。在以导电方式连接的步骤103中，转换器元件和多个评估单元以导电的方式被连接。在填充步骤105中，转换器元件、中间元件和多个评估单元之间的空隙被填充材料填充。在凝固步骤107中，填充材料被凝固。
在布置步骤101中，转换器元件、中间元件和多个评估单元以及可选的可能的载体单元相对于彼此被布置成堆叠结构。在以导电方式连接的步骤103中，转换器元件、中间元件和多个评估单元例如通过焊接连接件或导电粘合剂连接件被连接。以导电方式连接的步骤103可以还包括将多个评估单元以导电方式连接到可能的载体单元。间隙在传感器元件和中间单元之间被形成，或者在中间单元和评估单元之间被形成，或者在评估单元和可能的载体单元之间被形成，并且间隙在可能的填充步骤105中被填充。此外，衬底或载体单元可以被布置在评估单元背向转换器元件的一侧上，并且例如通过以导电方式的连接103被连接到多个评估单元，该连接是通过焊接连接件或导电粘合剂连接件。间隙可以在评估单元和衬底之间被形成，并且在可能的填充步骤105中被填充。
布置101和以导电方式连接103可以被渐进式执行。布置101和以导电方式连接103的步骤在本文中可以一个接一个地被执行若干次，使得堆叠结构逐级地或逐层地被形成。
以导电方式连接103的步骤可以特别地包括步进焊接工艺。以导电方式连接103可以被渐进式执行，使得堆叠结构在多个连接步骤中被形成。本文中，可以使用不同的连接技术，例如焊接或粘合。导电连接件沿着堆叠方向可以具有不同的材料组成和性质，例如不同的熔点。所谓的步进焊接可以被用于导电连接件，堆叠结构的级通过具有不同熔点的焊接连接件以导电方式被按顺序连接。优选地，最低熔点可以在转换器元件和中间单元之间被使用。例如，可以使用所谓的回流焊接过程。
在填充步骤105中，转换器元件、中间元件和多个评估单元之间的间隙，以及可选地在多个评估单元和可能的载体单元之间的间隙，可以用填充材料来填充。在填充步骤105中，填充材料可以以自由流动状态被填充到一个或多个间隙中。该填充105可以针对底部填充物的级或层中的所有间隙来同时执行，或者渐进式执行。
在堆叠结构的不同级之间，即在转换器元件、中间元件和多个评估单元之间，以及可选地在多个评估单元和可能的载体单元之间，填充物可以同时地或渐进式地(特别是按顺序地)被填充。对于不同级的间隙，填充材料可以不同。例如，在转换器元件和中间单元之间的间隙中，在中间元件和多个评估单元之间的间隙中，以及可选地在多个评估单元和可能的载体单元之间的间隙中，可以使用不同的填充材料。例如，不同的填充材料可以在以下方面不同：导热率、热膨胀系数、对可见光、紫外线或红外区域中的光的透明度、在自由流动状态和/或固化状态下的粘度等。
凝固107可以同时地、或渐进式地、或逐级地被执行。在凝固步骤107中，填充材料可以例如通过暴露于热量或者暴露在UV辐射的方式而被固化。固化产生底部填充物。在最终状态下，底部填充物包括凝固的填充材料。
尽管通过优选的示例性实施例更详细地描述了本发明，本发明不受所公开的示例的限制，并且在不脱离本发明的保护范围的情况下，本领域技术人员可以从中得出其他变型。

Claims (13)

1.一种X射线检测器(1)，包括一个转换器元件(3)、一个中间单元(5、5')以及与所述转换器元件(3)相关联的多个评估单元(7)，其中：
a.所述多个评估单元(7)被布置在一个评估层级(8)中,
b.所述转换器元件(3)、所述中间单元(5、5')和所述评估层级(8)被布置成堆叠布置，
c.所述转换器元件(3)和所述多个评估单元(7)通过多个导电连接件(21、23)以导电方式而被连接，以及
d.至少一个所述转换器元件(3)、所述中间单元(5、5')与所述多个评估单元(7)之间的间隙(16)被填充材料(18)填充，其中在所述转换器元件(3)与所述中间单元(5、5')之间的底部填充物(17)和在所述中间单元(5、5')与所述多个评估单元(7)之间的底部填充物(17)被分开实施，
其中所述填充材料(18)对于不同级的间隙(16)是不同的。
2.根据权利要求1所述的X射线检测器(1)，其中堆叠结构还包括载体单元(9)。
3.根据权利要求1或2所述的X射线检测器(1)，其中，所述中间单元(5、5')和所述至少一个转换器元件(3)具有基本相同的平面延伸(50、50')。
4.根据权利要求1或2所述的X射线检测器(1)，其中，被实施为中间层的所述中间单元(5、5')具有所述多个导电连接件(21、23、25)从所述中间单元(5、5')面向所述转换器元件(3)的一侧到所述中间单元(5、5')面向所述评估层级(8)的一侧的过孔(19)。
5.根据权利要求1或2所述的X射线检测器(1)，其中，被实施为中间层的所述中间单元(5、5')包括重新布线(20)，所述重新布线(20)在所述中间单元(5、5')面向所述转换器元件(3)的一侧上和/或在所述中间单元(5、5')面向所述评估层级(8)的一侧上。
6.根据权利要求5所述的X射线检测器(1)，其中所述中间单元(5、5')被实施为多个层。
7.一种医学设备，具有根据权利要求1至6中任一项所述的X射线检测器(1)。
8.根据权利要求7所述的医学设备，其中所述医学设备是计算机断层摄影系统(31)。
9.一种用于制造根据权利要求1至6中任一项所述的X射线检测器(1)的方法(100)，具有以下步骤：
a.将所述转换器元件(3)、所述中间单元(5、5')、以及与所述转换器元件(3)相关联的所述多个评估单元(7)布置(101)成堆叠布置，其中所述多个评估单元(7)被布置在一个评估层级(8)中，
b.将所述转换器元件(3)和所述多个评估单元(7)以导电方式连接(103)，以及
c.用填充材料(18)来填充(105)在所述转换器元件(3)、所述中间单元(5、5')以及所述多个评估单元(7)之间的间隙(16)，其中在所述转换器元件(3)与所述中间单元(5、5')之间的底部填充物(17)和在所述中间单元(5、5')与所述多个评估单元(7)之间的底部填充物(17)被分开实施。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述布置(101)和所述以导电方式连接(103)被渐进式执行。
11.根据权利要求10所述的方法(100)，其中所述以导电方式连接(103)的步骤包括步进焊接工艺。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法(100)，其中所述填充(105)被渐进式执行。
13.根据权利要求9至11中任一项所述的方法(100)，还包括以下步骤：
d.使所述填充材料(18)凝固(107)。
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